一種帶有排渣裝置的熔渣氣化爐的制作方法
【專利摘要】一種帶有排渣裝置的熔渣氣化爐，它涉及一種熔渣氣化爐?，F(xiàn)有技術(shù)中氣化爐的下渣口容易堵渣，造成氣化爐排渣不暢，存在因氣流床氣化爐下渣口激冷環(huán)和下降管易被燒損而影響氣化爐正常運行的問題。本發(fā)明中熔渣氣化爐本體內(nèi)部從上至下依次分割為燃燒室和激冷室，水冷盤管設(shè)置在熔渣氣化爐本體的內(nèi)部，水冷盤管為由一根水冷管從上到下盤旋形成的圓錐形筒體，水冷盤管的頂端設(shè)在燃燒室內(nèi)，水冷盤管的底端設(shè)在激冷室內(nèi)，燃燒室和激冷室通過水冷盤管相連通，水冷盤管頂端的外壁上有豁口，水冷盤管外壁與燃燒室底部內(nèi)壁之間形成有環(huán)形熔渣貯存槽，下降管位于激冷室內(nèi)且上端與水冷盤管相通，下降管的下端插入激冷室的冷卻水中。本發(fā)明用于煤氣化領(lǐng)域。
【專利說明】
一種帶有排渣裝置的熔渣氣化爐
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種熔渣氣化爐，屬于煤氣化技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]我國煤炭資源豐富，占能源消費結(jié)構(gòu)的主體，但是現(xiàn)階段煤炭的利用存在污染大，效率低的嚴重缺點。近年來煤炭的清潔高效利用是我國發(fā)展的重要方向，而煤氣化技術(shù)是實現(xiàn)煤炭清潔高效利用的重要手段。當前的煤氣化技術(shù)，尤其是氣流床煤氣化技術(shù)，因具有氣化強度高，生產(chǎn)能力強，碳轉(zhuǎn)化率高等優(yōu)點在工業(yè)上被廣泛應(yīng)用，已成為煤氣化技術(shù)的主要發(fā)展方向。
[0003]氣流床氣化爐燃燒室內(nèi)產(chǎn)生的高溫?zé)煔馀c熔渣通過燃燒室底部的下渣口進入氣化爐激冷室的下降管?，F(xiàn)有技術(shù)中，普遍利用下降管內(nèi)壁上的激冷環(huán)噴出的均勻激冷水，能對高溫?zé)煔夂腿墼M行一定程度的激冷降溫。但是由于激冷環(huán)的設(shè)計存在缺陷，容易受到各種因素的影響，不能夠長期穩(wěn)定的運行。激冷環(huán)被安裝于渣口下側(cè)下降管上側(cè)，使得激冷環(huán)的內(nèi)環(huán)外側(cè)直接接觸高溫?zé)煔夂腿墼瑢?dǎo)致激冷環(huán)工作溫度過高，使用壽命短，熔渣的直接沖刷也會造成嚴重的磨損，出現(xiàn)變形穿孔等故障，致使下降管內(nèi)液膜斷流，下降管被高溫?zé)煔夂腿墼鼰p壞。另外，激冷環(huán)的激冷液取自洗滌塔上部的水浴，含有許多合成氣水洗后洗入并難以被過濾器過濾掉的微小固體顆粒，使激冷環(huán)流動微弱的區(qū)域被微小顆粒沉淀、堵住，影響激冷水的流量和均勻性，會導(dǎo)致下降管內(nèi)液膜不均甚至斷流，引發(fā)下降管燒穿等嚴重后果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種帶有排渣裝置的熔渣氣化爐，以解決有技術(shù)中氣化爐的下渣口容易堵渣，造成氣化爐排渣不暢，存在因氣流床氣化爐下渣口激冷環(huán)和下降管易被燒損而影響氣化爐正常運行的問題。
[0005]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是:
[0006]—種帶有排渣裝置的熔渣氣化爐，它包括熔渣氣化爐本體、水冷盤管和下降管，熔渣氣化爐本體的內(nèi)部從上至下依次分割為燃燒室和激冷室，所述水冷盤管設(shè)置在熔渣氣化爐本體的內(nèi)部，所述水冷盤管為由一根水冷管從上到下盤旋形成的圓錐形筒體，水冷盤管的頂端為小口端且該端設(shè)置在燃燒室內(nèi)，水冷盤管底端為大口端且該端設(shè)置在激冷室內(nèi)，所述燃燒室和激冷室通過水冷盤管相連通，所述水冷盤管頂端的外壁上加工有豁口，所述水冷盤管的外壁與燃燒室底部的內(nèi)壁之間形成有環(huán)形熔渣貯存槽，所述下降管位于激冷室內(nèi)且其上端與水冷盤管相連通，所述下降管的下端插入激冷室的激冷水中。
[0007]所述熔渣氣化爐本體、水冷盤管和下降管同軸設(shè)置。
[0008]所述水冷盤管的高度為h，所述水冷盤管的頂端到燃燒室底部之間的豎直距離為H，所述H為0.4?0.9h。
[0009]所述豁口為朝向水冷盤管中心軸線方向設(shè)置的豁口，所述豁口的形狀為內(nèi)置壺口形，所述豁口的尖端至水冷盤管中心軸線之間的距離為L，所述水冷盤管小口端的內(nèi)徑為R，所述L為O?0.9R。
[0010]所述水冷盤管的側(cè)壁與大口端所在的水平面之間夾角為底角a，所述底角a為45?
90度ο
[0011]它還包括上升管，所述上升管設(shè)置在激冷室的激冷水中，所述下降管的下端套裝在上升管內(nèi)。
[0012]它還包括渣池，所述渣池位于熔渣氣化爐本體內(nèi)且其設(shè)置在激冷室的底部。
[0013]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0014]1、本發(fā)明簡化了現(xiàn)有熔渣氣化爐內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，降低了熔渣氣化爐的制造成本，通過熔渣氣化爐本體、水冷盤管和下降管之間相互配合能夠?qū)崿F(xiàn)持久的排渣效果，有效延長熔渣氣化爐的使用壽命。
[0015]2、本發(fā)明中水冷盤管和下降管的結(jié)構(gòu)設(shè)置及布置位置避免了下降管與高溫的液態(tài)熔渣流直接接觸，防止下降管被液態(tài)熔渣流燒毀，有效保護下降管的完整性。
[0016]3、本發(fā)明省去了激冷環(huán)的設(shè)置，不但簡化了本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，還簡化了激冷工藝，避免了因激冷環(huán)缺陷對氣化爐穩(wěn)定長周期運行造成的不利因素的影響。
[0017]4、本發(fā)明在水冷盤管的外壁與燃燒室底部的內(nèi)壁之間形成有環(huán)形熔渣貯存槽，該環(huán)形熔渣貯存槽用于容納高溫的液態(tài)熔融流。環(huán)形熔渣貯存槽起到蓄熱的作用，當生產(chǎn)負荷波動引起熔渣氣化爐本體中燃燒室的爐溫波動時，能有效地保持燃燒室渣口處于較高的溫度狀態(tài)，避免因灰渣流動緩慢，液態(tài)熔渣流在氣化爐燃燒室出口收縮段凝固使渣口減小，導(dǎo)致下渣口發(fā)生堵渣的問題。本發(fā)明使熔渣氣化爐本體在生產(chǎn)負荷波動時，也能夠?qū)崿F(xiàn)順利排渣，提高氣化爐的穩(wěn)定運行能力。
[0018]5、本發(fā)明中水冷盤管頂端的豁口以及環(huán)形熔渣貯存槽的設(shè)置有效實現(xiàn)了液態(tài)熔渣流先進行緩沖式存貯，再依次通過水冷盤管、下降管流入激冷水中，液態(tài)熔渣流的流入效果有序且均勻。
[0019]6、本發(fā)明的破渣能力強，無需破渣機的二次破渣，本發(fā)明能夠增強液態(tài)熔渣流與激冷水接觸后的激冷效果，在熱應(yīng)力作用下炸碎效果強烈，生成的固態(tài)渣顆粒小，故取消破渣機，減少了設(shè)備投資。本發(fā)明中由高溫的液態(tài)熔渣流形成的液態(tài)熔渣流沿著水冷盤管頂端的豁口流入后，在下降管內(nèi)形成較細的高溫熔渣液柱，溫度高達1200 °C以上，液態(tài)熔渣流直接落入激冷水內(nèi)，溫度急劇降低，在熱應(yīng)力的作用下，液態(tài)渣柱直接炸碎，形成米粒大小的顆粒渣，顆粒大小均勻，無需破渣機二次破碎，粒渣的后續(xù)處理也較為方便。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的主視結(jié)構(gòu)剖面圖；
[0021]圖2為圖1中A-A處的剖面圖；
[0022]圖3為水冷盤管2的主視結(jié)構(gòu)剖面圖；
[0023]圖4為當液態(tài)熔渣流8通過水冷盤管2的豁口2-1流入激冷水5時的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0024]【具體實施方式】一:結(jié)合圖1、圖2、圖3和圖4說明本實施方式，本實施方式包括熔渣氣化爐本體1、水冷盤管2和下降管3，熔渣氣化爐本體I的內(nèi)部從上至下依次分割為燃燒室1-1和激冷室1-2，所述水冷盤管2設(shè)置在熔渣氣化爐本體I的內(nèi)部，所述水冷盤管2為由一根水冷管從上到下盤旋形成的圓錐形筒體，水冷盤管2的頂端為小口端且該端設(shè)置在燃燒室
1-1內(nèi)，水冷盤管2的底端為大口端且該端設(shè)置在激冷室1-2內(nèi)，所述燃燒室1-1和激冷室1-2通過水冷盤管2相連通，所述水冷盤管2頂端的外壁上加工有豁口 2-1，所述水冷盤管2的外壁與燃燒室1-1底部的內(nèi)壁之間形成有環(huán)形熔渣貯存槽4，所述下降管3位于激冷室1-2內(nèi)且其上端與水冷盤管2相連通，所述下降管3的下端插入激冷室1-2的激冷水5中。
[0025]本發(fā)明中水冷盤管2的外壁涂有耐火材料，如此設(shè)置是為了能夠長期與液態(tài)熔渣流8接觸，延長水冷盤管2的使用壽命長，減少更換水冷盤管2的次數(shù)，從而降低生產(chǎn)成本。此外水冷盤管2為由一根水冷管從上到下盤旋形成的圓錐形筒體，該圓錐形筒體中沿其中心軸向方向形成的孔為液態(tài)熔渣流8的穿過孔，同時水冷盤管2中的水冷管內(nèi)通入有激冷水，用于給液態(tài)熔渣流8降溫使用，該激冷水由儲水罐供給，通過單獨的水路循環(huán)使用，操作簡單，運行穩(wěn)定，故障率低。從而使本發(fā)明能夠有效減少設(shè)備投資，簡化了操作工藝，運行穩(wěn)定可靠。
[0026]本發(fā)明中下降管3的外形為圓錐形或帶有偏心的異形管。
[0027]本發(fā)明中水冷盤管2的外壁與燃燒室1-1底部的內(nèi)壁之間為密封連接，防止液態(tài)熔渣流8漏出。
[0028]本發(fā)明中激冷室1-2內(nèi)設(shè)置有水池，水池內(nèi)有激冷水5。
[0029]【具體實施方式】二:結(jié)合圖1、圖2、圖3和圖4說明本實施方式，本實施方式中所述熔渣氣化爐本體1、水冷盤管2和下降管3同軸設(shè)置。如此設(shè)置能夠?qū)崿F(xiàn)更加穩(wěn)定地排渣效果。其他未提及的結(jié)構(gòu)與連接關(guān)系與【具體實施方式】一相同。
[0030]【具體實施方式】三:結(jié)合圖1、圖2、圖3和圖4說明本實施方式，本實施方式中所述水冷盤管2的高度為h，所述水冷盤管2的頂端到燃燒室1-1底部之間的豎直距離為H，所述H為
0.4?0.9h。本實施方式中H與h的設(shè)置關(guān)系是經(jīng)過多次樣品試驗得出的，當H為0.4?0.9h時，水冷盤管2的和燃燒室1-1之間能夠形成具有足夠容積的環(huán)形熔渣貯存槽4。其他未提及的結(jié)構(gòu)與連接關(guān)系與【具體實施方式】一或二相同。
[0031]【具體實施方式】四:結(jié)合圖1、圖2、圖3和圖4說明本實施方式，本實施方式中所述豁口2-1為朝向水冷盤管2中心軸線方向設(shè)置的豁口，所述豁口2-1的形狀為內(nèi)置壺口形，所述豁口 2-1的尖端至水冷盤管2中心軸線之間的距離為L，所述水冷盤管2小口端的內(nèi)徑為R，所述L為O?0.9R。
[0032]本實施方式中豁口 2-1的形狀為內(nèi)置壺口形，豁口 2-1為流渣壺口。所述L為O?
0.9R，以此使下流的液態(tài)熔渣流8能夠盡量集中于下降管3的中心軸線的周圍，有效避免與下降管3的內(nèi)壁接觸，防止下降管3的內(nèi)壁被燒壞，保證下降管3的完整性。其他未提及的結(jié)構(gòu)與連接關(guān)系與【具體實施方式】三相同。
[0033]【具體實施方式】五:結(jié)合圖1、圖2、圖3和圖4說明本實施方式，本實施方式中所述水冷盤管2的側(cè)壁與大口端所在的水平面之間夾角為底角a，所述a為45?90度。以此使液態(tài)熔渣流8下流時不與下降管3的內(nèi)壁接觸，避免下降管3的內(nèi)壁被燒壞。其他未提及的結(jié)構(gòu)與連接關(guān)系與【具體實施方式】一、二或四相同。
[0034]【具體實施方式】六:結(jié)合圖1、圖2、圖3和圖4說明本實施方式，本實施方式還包括上升管6，所述上升管6位于激冷室1-2的激冷水5中，所述下降管3的下端套裝在上升管6內(nèi)。
[0035]本實施方式中上升管6設(shè)置的目的是為了對氣化爐產(chǎn)生的氣體起到強制轉(zhuǎn)向的作用。本實施方式中下降管3的下端插入激冷水5的液面以下。其他未提及的結(jié)構(gòu)與連接關(guān)系與【具體實施方式】五相同。
[0036]【具體實施方式】七:結(jié)合圖1、圖2、圖3和圖4說明本實施方式，本實施方式還包括渣池7，所述渣池7位于熔渣氣化爐本體I內(nèi)且其設(shè)置在激冷室1-2的底部。
[0037]本發(fā)明中渣池7的設(shè)置是為了集中存貯固態(tài)熔渣，便于下一步對固態(tài)熔渣的處理。其他未提及的結(jié)構(gòu)與連接關(guān)系與【具體實施方式】一或六相同。
[0038]工作過程:
[0039]熔渣氣化爐本體I正常運行時，送入爐內(nèi)的煤粉與氣化劑接觸經(jīng)過劇烈的燃燒氣化反應(yīng)后形成液態(tài)熔渣流8，在熔渣氣化爐本體I內(nèi)氣流場的作用下向壁面擴散，最終沉積在燃燒室1-1的壁面處形成液態(tài)熔渣流8。液態(tài)熔渣流8緩慢向下流動，流動至燃燒室1-1底部后，由于水冷盤管2的頂端加工的豁口2-1的高度高于燃燒室1-1的底部，液態(tài)熔渣流8在水冷盤管2的豁口2-1以下位置自然形成能夠存貯液態(tài)熔渣流8的環(huán)形熔渣貯存槽4。由于沉積在熔渣氣化爐本體I的壁面處的液態(tài)熔渣流8不斷下流，環(huán)形熔渣貯存槽4內(nèi)熔渣量不斷沉積，熔渣的液面不斷上升，最終當熔渣的液面超過豁口 2-1位置后時液態(tài)熔渣流8經(jīng)豁口
2-1進入水冷盤管2的筒內(nèi)，再穿過下降管3，以較細的高溫液柱方式落入激冷室1-2的激冷水5中激冷。熔渣氣化爐本體I生成的合成氣通過水冷盤管2的穿過孔經(jīng)下降管3進入激冷水中激冷。
[0040]結(jié)合有益效果說明以下實施例:
[0041]實施例一:根據(jù)樣品實驗得出，一臺應(yīng)用本發(fā)明的80000Nm3/h造氣量的氣化爐，預(yù)計運行4年不發(fā)生下渣口堵渣事故，減少停爐事故3?4次，減少更換激冷環(huán)4?8只，減少更換破渣機2?4臺?，F(xiàn)有技術(shù)中每停爐一次企業(yè)經(jīng)濟損失高達4000千萬元，因此應(yīng)用本發(fā)明后，減少經(jīng)濟損失1.6億元。
[0042]實施例二:不同規(guī)格的熔渣氣化爐本體I對應(yīng)有不同的規(guī)格的水冷盤管2ο當熔渣氣化爐本體I的規(guī)格為造氣量40000Nm3/h時，其對應(yīng)的水冷盤管2的尺寸為上部小口端直徑為800mm，其下部大口端直徑為1300mm，豁口 2-1的尖端至水冷盤管2的中心軸線之間的距離為300mm。
【主權(quán)項】
1.一種帶有排渣裝置的熔渣氣化爐，其特征在于:它包括熔渣氣化爐本體(I)、水冷盤管(2)和下降管(3)，熔渣氣化爐本體(I)的內(nèi)部從上至下依次分割為燃燒室(1-1)和激冷室(1-2)，所述水冷盤管(2)設(shè)置在熔渣氣化爐本體(I)的內(nèi)部，所述水冷盤管(2)為由一根水冷管從上到下盤旋形成的圓錐形筒體，水冷盤管(2)的頂端為小口端且該端設(shè)置在燃燒室(1-1)內(nèi)，水冷盤管(2)的底端為大口端且該端設(shè)置在激冷室(1-2)內(nèi)，所述燃燒室(1-1)和激冷室(1-2)通過水冷盤管(2)相連通，所述水冷盤管(2)頂端的外壁上加工有豁口(2-1)，所述水冷盤管(2)的外壁與燃燒室(1-1)底部的內(nèi)壁之間形成有環(huán)形熔渣貯存槽(4)，所述下降管(3)位于激冷室(1-2)內(nèi)且其上端與水冷盤管(2)相連通，所述下降管(3)的下端插入激冷室(1-2)的激冷水(5)中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有排渣裝置的熔渣氣化爐，其特征在于:所述熔渣氣化爐本體(1)、水冷盤管(2)和下降管(3)同軸設(shè)置。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種帶有排渣裝置的熔渣氣化爐，其特征在于:所述水冷盤管(2)的高度為h，所述水冷盤管(2)的頂端到燃燒室(1-1)底部之間的豎直距離為H，所述H為0.4?0.9h。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種帶有排渣裝置的熔渣氣化爐，其特征在于:所述豁口(2-1)為朝向水冷盤管(2)中心軸線方向設(shè)置的豁口，所述豁口(2-1)的形狀為內(nèi)置壺口形，所述豁口(2-1)的尖端至水冷盤管(2)中心軸線之間的距離為L，所述水冷盤管(2)小口端的內(nèi)徑為R，所述L為O?0.9R。5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的一種帶有排渣裝置的熔渣氣化爐，其特征在于:所述水冷盤管(2)的側(cè)壁與大口端所在的水平面之間夾角為底角α，所述底角α為45?90度。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種帶有排渣裝置的熔渣氣化爐，其特征在于:它還包括上升管(6)，所述上升管(6)設(shè)置在激冷室(1-2)的激冷水(5)中，所述下降管(3)的下端套裝在上升管(6)內(nèi)。7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的一種帶有排渣裝置的熔渣氣化爐，其特征在于:它還包括渣池(7)，所述渣池(7)位于熔渣氣化爐本體(I)內(nèi)且其設(shè)置在激冷室(1-2)的底部。
【文檔編號】C10J3/34GK106085507SQ201610388719
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月2日 公開號201610388719.6, CN 106085507 A, CN 106085507A, CN 201610388719, CN-A-106085507, CN106085507 A, CN106085507A, CN201610388719, CN201610388719.6
【發(fā)明人】陳智超, 王浩鵬, 何額爾敦木圖, 喬大成, 曾令艷, 李爭起
【申請人】哈爾濱工業(yè)大學(xué)